Испытание на выдерживаемое напряжение последовательного резонанса переменной частоты заключается в использовании индуктивности реактора и емкости испытуемого объекта для формирования последовательной цепи LC, регулировки выходного напряжения источника питания переменной частоты и достижения последовательного резонанса.
Согласно принципу резонанса, когда значение индуктивного реактивного сопротивления X1 реактора L равно значению емкостного реактивного сопротивления XC в цепи, схема достигнет состояния резонанса. В это время только сопротивление цепи R потребляет активную мощность в цепи, а реактивная мощность находится в емкости реактора и испытуемого образца, создавая тем самым высокое напряжение на испытуемом образце.
Условие возникновения последовательного резонанса: XL=XC
Из-за высокого напряжения, создаваемогопоследовательный резонансв L и C это может привести к поломке катушек или конденсаторов. Поэтому в энергетике следует максимально избегать последовательного резонанса и особенно важно использовать полный комплектоборудование для резонансных испытаний с переменной частотойдля обнаружения энергосистемы.
В условиях импеданса знак равенства мнимой части после резонанса противоположен. Последовательное сопротивление равно 0, а параллельное сопротивление равно бесконечности. При возникновении резонанса резонансный ток последовательной цепи бесконечен; Резонансное напряжение параллельной цепи бесконечно (теоретическое значение). В последовательной цепи сопротивления и индуктивности явление подачи питания, напряжения и тока в одной фазе называетсяпоследовательный резонанс, который характеризуется чистым сопротивлением, питанием, напряжением и током в одной фазе. Реактивное сопротивление X равно 0, а полное сопротивление Z равно сопротивлению R. В это время полное сопротивление цепи наименьшее, ток наибольший, а индуктивность и емкость могут генерировать напряжения, во много раз превышающие напряжение источника питания. Поэтому последовательный резонанс также известен как резонанс напряжения. Параллельный резонанс: в параллельной цепи резистора, конденсатора, индуктора напряжение цепи и общий ток находятся в фазе, что называется параллельным резонансом. Его характеристики таковы: параллельный резонанс представляет собой полную компенсацию, источнику питания не требуется обеспечивать реактивную мощность, а обеспечивает только активную мощность, необходимую для резистора. Когда возникает резонанс, общий ток цепи минимизируется, а ток ветви обычно превышает общий ток цепи, поэтому параллельный резонанс также известен как токовый резонанс.
В последовательной цепи резисторов, конденсаторов и катушек индуктивности напрямую вычтите влияние катушек индуктивности XL и XC; При выполнении определенных условий, просто принимая XL=Xc, реактивное сопротивление цепи равно нулю, фазы тока и напряжения в цепи одинаковы, а реактивная мощность не обменивается между резисторами, катушками индуктивности и конденсаторами. Такое состояние схемы называетсяпоследовательный резонанс.
В цепи переменного тока с резистором R, катушкой индуктивности L и конденсатором C напряжение в цепи обычно отличается от фазы тока. Если мы отрегулируем параметры или частоту питания компонентов схемы (L или C), они могут находиться в одной фазе, и вся схема будет чисто резистивной. Когда схема достигает этого состояния, это называется резонансом.
В последовательной цепи, состоящей из резисторов, катушек индуктивности и конденсаторов, когда конденсатор XC=индуктор XL равен, возникает последовательный резонанс, и фаза напряжения U и тока I в цепи одинакова; При возникновении в цепи последовательного резонанса сопротивления Z=R2+XC-XL2=R общее сопротивление цепи минимизируется, а ток достигнет максимального значения.
В синусоидальной цепи переменного тока с компонентами R, L и C напряжение и ток на обоих концах цепи обычно различны; Если значения параметров компонентов схемы изменяются или частота источника питания регулируется, напряжение и ток цепи будут синфазными, а полное сопротивление цепи будет отображать свойства сопротивления. Этот тип цепи называется резонансом. В зависимости от различных форм соединения цепи резонансные явления можно разделить на последовательный резонанс и параллельный резонанс. В схеме серии R, l, C, когда XL=XC, угол импеданса ∧=0, то есть напряжение и ток источника питания находятся в фазе. Это явление называется последовательным резонансом. Характеристики последовательного резонанса заключаются в том, что при возникновении резонанса из-за того, что индуктивность XL равна XC, импеданс достигает минимума и сопротивление цепи минимизируется.
При постоянном напряжении U ток I в цепи достигает максимального значения. Из-за резонанса XL=XC фаза UL=UC противоположна UL и UC, поэтому напряжение на резисторе равно напряжению источника питания. Резонанс последовательной цепи имеет некоторые особенности. Понимание явления резонанса может использовать эти характеристики для предотвращения вреда, причиняемого определенными характеристиками. Устройства фильтрации гармоник используют характеристики последовательного резонанса для учета основной гармоники. Общие устройства компенсации реактивной мощности должны избегать последовательного резонанса, поскольку при возникновении последовательного резонанса напряжение на компонентах конденсатора возрастает, что может вызвать пробой изоляционного слоя конденсатора. Однако в радиотехнике сигналы, которые необходимо принять, можно выделить, используя селективность явления последовательного резонанса и полученное высокое напряжение. Добротность Q частотно-избирательного резонансного контура LC определяется как: Qo=wo L/R, wo — резонансная частота контура, а R — сопротивление потерь индуктивности L.